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MIMOメッシュネットワークの物理レイヤ構築に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 09J09811
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

水谷 圭一  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードMIMOメッシュネットワーク / マルチホップ中継ネットワーク / MIMOネットワーク符号 / TDD / TDMA / ソフトウェア無線 / ネットワーク同期 / 実証実験 / マルチホップ中継 / MIMO / ネットワーク符号 / プロトタイプハードウェア / 双方向中継 / 実験実証 / 950MHz帯
研究概要

複数の端末間に無線リンクを張ることにより,簡易に通信ネットワークを構築する技術である,マルチホップ中継(メッシュ)ネットワークが注目を集めており,センサネットワークなどへの応用が期待されている.しかしチャネル分割損によって伝送効率が低下する問題があった.そこで複数アンテナを用いたMIMO技術や,双方向フローパケットを合成多重送信するネットワーク符号技術を用いた双方向マルチホップ中継ネットワークが提案されている.しかし実際にハードウェアによって実験実証した例はなかった.本研究課題の目的は,MIMOネットワーク符号を用いた双方向マルチホップ中継ネットワークを,プロトタイプハードウェアに実装し,実電波を用いた実験結果によりその実現性と有効性を世界に先駆けて実証することである.
研究期間最終年度となる本年度は,これまでに実装したシステムを用いて屋内伝搬環境において再実験を行い,その実現性や有効性を示した。プロトタイプハードウェア構成およびシステム構成,ネットワーク同期のメカニズムなどの物理層設計指針を具現化し,測定および解析結果とともに電子情報通信学会英文論文誌にて発表した.加えてより柔軟なトポロジを実現するためのネットワーク同期手法を提案・実装し,実験によりその実現性および有効性を実証した.さらにネットワークスループットを向上させるために,多値変調技術および適応変調技術を双方向マルチホップ中継ネットワークへ導入し,屋内伝搬環境下における実験において2.3Mbps(3.83bps/Hz)という高いネットワークスループットを達成した.
これらの成果により,今後のスマートなマルチホップ中継ネットワークの実現および発展に寄与できたと考えられる.

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Prototype Hardware for TDD Two-way Multi-hop Relay Network using MIMO Network Coding2012

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Mizutani, Takehiro Miyamoto, Kei Sakaguchi, Kiyomichi Araki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: Vol.E95-B, No.05 ページ: 1738-1750

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 送信ビームフォーミングを用いたMIMO双方向中継の実験2011

    • 著者名/発表者名
      ヴァヴッター, 水谷圭一, 木田祐太郎, 阪口啓, 荒木純道, 宮本健宏
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: Vol.111, No.452 ページ: 147-153

    • NAID

      110009545393

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] ノードのダイナミック参入が可能な同期型MIMO双方向中継ネットワーク2011

    • 著者名/発表者名
      木田祐太郎, 水谷圭一, タンザカン, 宮本健宏, 阪口啓, 荒木純道
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: Vol.111, No.162 ページ: 113-120

    • NAID

      110008800278

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] MIMO-OFDM双方向マルチホップネットワークとネットワーク同期手法2009

    • 著者名/発表者名
      水谷圭一, 阪口啓, 荒木純道
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.109, No.61

      ページ: 43-49

    • NAID

      110007226190

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] マルチチャネル双方向マルチホップ中継ネットワークの試作2009

    • 著者名/発表者名
      水谷圭一, 宮本健宏, 菅野崇理, 阪口啓, 荒木純道
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.109, No.155

      ページ: 61-67

    • NAID

      110007387778

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] ネットワーク符号を用いた双方向マルチホップ中継ネットワークの試作2009

    • 著者名/発表者名
      水谷圭一, 宮本健宏, 菅野崇理, 阪口啓, 荒木純道
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.109, No.246

      ページ: 127-133

    • NAID

      110007482377

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 送信ビームフォーミングを用いたMIMO双方向中継の実験2012

    • 著者名/発表者名
      ヴァヴッター, 水谷圭一, 木田祐太郎, 阪口啓, 荒木純道, 宮本健宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会
    • 発表場所
      YRP(横須賀市)
    • 年月日
      2012-03-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] MIMOネットワーク符号を用いたTDD-OFDM双方向マルチホップ中継ネットワークとネットワーク同期手法2011

    • 著者名/発表者名
      水谷圭一, タンザカン, 阪口啓, 荒木純道
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティー大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2011-09-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ノードのダイナミック参入が可能な同期型MIMO双方向中継ネットワーク2011

    • 著者名/発表者名
      木田祐太郎, 水谷圭一, タンザカン, 宮本健宏, 阪口啓, 荒木純道
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会
    • 発表場所
      YRP(横須賀市)
    • 年月日
      2011-07-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Realization of TDD two-way multi-hop relay network with MIMO network coding2011

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Mizutani, Yutaro Kida, Takehiro Miyamoto, Kiyomichi Araki, Kei Sakaguchi
    • 学会等名
      Crowncom2011
    • 発表場所
      大阪大学(大阪市)
    • 年月日
      2011-06-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Network throughput of TDD/TDMA two-way multi-hop relay network with MIMO network coding in indoor environment2010

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Mizutani, Takehiro Miyamoto, Kei Sakaguchi, Kiyomichi Araki
    • 学会等名
      PIMRC2010 workshop
    • 発表場所
      トルコ,イスタンブール
    • 年月日
      2010-09-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Hardware Prototype for Two-way Multi-hop Relay Network with MIMO Network Coding2010

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Mizutani, Takehiro Miyamoto, Takamichi Kanno, Kei Sakaguchi, Kiyomichi Araki
    • 学会等名
      VTC2010-Spring
    • 発表場所
      台湾,台北
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Network Synchronization for Two-way Multi-hop Relay Networks with Block Modulation2010

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Mizutani, Kei Sakaguchi, Kiyomichi Araki
    • 学会等名
      VTC2010-Spring
    • 発表場所
      台湾,台北
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] MIMO-OFDM双方向マルチホップネットワークとネットワーク同期手法2009

    • 著者名/発表者名
      水谷圭一, 阪口啓, 荒木純道
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会
    • 発表場所
      新潟大学, 新潟, 日本
    • 年月日
      2009-05-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] マルチチャネル双方向マルチホップ中継ネットワークの試作2009

    • 著者名/発表者名
      水谷圭一, 宮本健宏, 菅野崇理, 阪口啓, 荒木純道
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会
    • 発表場所
      東京工業大学, 東京, 日本
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ネットワーク符号を用いた双方向マルチホップ中継ネットワークの試作2009

    • 著者名/発表者名
      水谷圭一, 宮本健宏, 菅野崇理, 阪口啓, 荒木純道
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会
    • 発表場所
      東北大学, 宮城, 日本
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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